Foi apresentado um sistema automatizado para monitorar fluxos de metano (CH4) e do dióxido de carbono (CO2) na relação da água/ar de ecossistemas aquáticos. Consiste em uma série de câmaras flutuantes dinâmicas acopladas a um analisador photo acústico infravermelho de gás. Associado os outros sensores atmosféricos e de qualidade da água, foi possível identificar os fatores atmosféricos, hidrológico e biológico que afetam emissões de CH4 e de CO2 no reservatório de Corumbá (estado de Goiás), uma terra inundada antropogenica de savana. O estudo realizado em novembro 2004 e em março/agosto 2005 permitiu uma inter-correlação desobstruídos de estabelecimento da câmara, embora relações ligadas da profundidade-fluxo. Os fluxos de CH4 borbulhando médios em novembro 2004, em março e em agosto 2005 eram respectivamente 0.05 ± 2.19, 4 ± 45 e 505 o ± 1192 mg/m2/d. Para os mesmos meses, as emissões de CH4 difusivo médias foram 17 o ± 6, 37 ± 9 e 69 o ± 28 mg/m2/d, visto que os fluxos difusivo do CO2 foram respectivamente 59 o ± 398, 385 ± 629 e o ± 1466 1223 mg/m2/d. Um aspecto interessante de bolhas de CH4 é a liberação repentina e grande em locais rasos e liberação do escoamento em locais profundos. Em uma base diária, a freqüência e o valor de bolhas de CH4 são condicionados à oxidação durante períodos da flutuação do lago, e às mudanças totais da pressão exercidas no sedimento. Em escalas de tempo sazonal, a intensidade de bolhas de CH4 é condicionada principalmente pela disponibilidade da carcaça ao metanogeneses. As frentes frias são responsáveis pela a ruptura da estratificação (misturar), favorecendo emissões do CO2 depois da oxidação CH4. As emissões do CO2 puderam também ser acopladas ao diel metanotrófico. Nossos resultados sugerem que as emissões de gás do efeito estufa de Corumbá estão controladas pela maior parte pelo nível de água e pela luz solar. / It was present an automated system for monitoring methane (CH4) and carbon dioxide (CO2) fluxes at the water/air interface of aquatic ecosystems. It consists of a series of floating dynamic chambers coupled to an infrared photo acoustic gas analyzer. Associated to other atmospheric and water quality sensors, it was possible to identify atmospheric, hydrologic and biological factors affecting CH4 and CO2 emissions at Corumbá reservoir (State of Goiás), a savanna anthropogenic flooded land. The study carried out in November 2004 and March/August 2005 allowed establishing clear chamber inter-correlations, although intricate depth-flux relations. Mean CH4 bubbling fluxes in November 2004, March and August 2005 were respectively 0.05 ± 2.19, 4 ± 45 and 505 ± 1192 mg/m2/d. For the same months, mean CH4 diffusive emissions were 17 ± 6, 37 ± 9 and 69 ± 28 mg/m2/d, whereas CO2 diffusive fluxes were respectively 59 ± 398, 385 ± 629 and 1466 ± 1223 mg/m2/d. An interesting aspect of CH4 bubbling is the sudden and large release at shallow sites and seepage release at deep sites. On a daily basis, the frequency and magnitude of CH4 bubbling is conditioned to oxidation during overturn periods, and to the total pressure changes exerted on the sediment. At seasonal time scales, CH4 bubbling intensity is mainly conditioned by substrate availability to methanogenesis. Cold fronts are responsible for stratification rupture (mixing), favoring CO2 emissions following CH4 oxidation. CO2 emissions might also be coupled to diel methanotrophy. Our results suggest that greenhouse gas emissions from Corumbá are largely controlled by water level and sunlight.

Submitted by JOSIANE SANTOS DE OLIVEIRA (josianeso) on 2018-07-06T16:41:24Z No. of bitstreams: 1 Flavio Michels Bianchi_.pdf: 5656297 bytes, checksum: babcb37759c827b4912894a5e8a91ccd (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-06T16:41:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Flavio Michels Bianchi_.pdf: 5656297 bytes, checksum: babcb37759c827b4912894a5e8a91ccd (MD5) Previous issue date: 2018-03-21 / Nenhuma / Baseado na tecnologia de leito fluidizado borbulhante, um combustor em escala de bancada foi utilizado para conduzir trabalho de pesquisa em coqueima de misturas de carvão mineral e biomassa (serragem). O carvão mineral presente no sul do Brasil é na sua maioria do tipo sub-betuminoso e é beneficiado para alcançar requisitos típicos das usinas termelétricas localizadas no sul do Brasil. Tem aproximadamente 40% de cinzas e uma substancial quantidade de enxofre (aproximadamente 2%). A umidade é um componente comum nas biomassas e que pode dificultar a combustão da biomassa pura exigindo ajustes operacionais. Além disso, o percentual de umidade normalmente sugere poderes caloríficos menores quando comparados com o carvão. Verificando algumas características destes combustíveis a queima combinada aparece como possibilidade de minimizar problemas associados a queima singular destes combustíveis. A proposta deste trabalho foi de determinar a melhor proporção de mistura para a operação de coqueima, misturando carvão mineral e biomassa de madeira em um combustor de leito fluidizado borbulhante em escala de bancada. Resultados experimentais sugerem que misturas de combustível contendo até 10% de biomassa oferecem melhores resultados em termos de emissões e controle da estabilidade das temperaturas. Também foi pretendido avaliar o impacto das emissões nos gases de exaustão quando comparado com a queima simples de carvão mineral em leito fluidizado borbulhante. O estudo apresentou boa eficiência de combustão para os casos considerados, incluindo baixas emissões de CO e alcatrões. As emissões de SO2 não foram afetadas pela presença da biomassa. Ademais, o regime de fluidização de 6 umf e o excesso de ar de 70% foram estimados como mais assertivos para a operação baseados no desempenho e temperatura dos gases de exaustão. / Based on bubbling fluidized bed technology, a bench scale combustor was used to conduct research works in co-firing of coal and biomass (wood shavings) blends. South Brazilian subbituminous coal, beneficiated to achieve typical thermal power plant requirements located in south Brazil. Still have about 40% of ash content and a substantial amount of sulfur (around 2%). Related to some processes including an environmentally friendly concept of combustion, but not giving up the reliability of coal in terms of supply and storage, a co-firing of coal together with biomass agrees with these interests. Biomass wood shavings in the south of Brazil are cheap, easy to find and an obviously renewable source of energetic fuel. Nevertheless, this kind of biomass is rich in moisture. The moisture is a usual component of biomasses, which may hinders the combustion of biomass alone requiring operational adjustments. Furthermore, the percentage of moisture normally suggests lower heating values when compared to coal. Characteristics of these fuels indicate that cofiring can minimize problems associated with the single burning of these fuels. The purpose of this work was to determine the best blend proportion of operation for co-firing, mixing coal and wood shavings in a bubbling fluidized bed bench scale combustor. Experimental results suggest that fuel blends containing up to 10% biomass provide better results in terms of emissions and temperature control. It was also intended to evaluate the impact on flue gas emissions when compared with just coal burning in a bubbling fluidized bed. The study presented good combustion efficiency for the considered cases, including low emissions of CO and tars. SO2 emissions were not affected by the presence of biomass. In addition, the fluidization regime of 6 umf and the excess air of 70% were estimated as more assertive for the operation based on the performance and temperature of the exhaust gases.

Foi apresentado um sistema automatizado para monitorar fluxos de metano (CH4) e do dióxido de carbono (CO2) na relação da água/ar de ecossistemas aquáticos. Consiste em uma série de câmaras flutuantes dinâmicas acopladas a um analisador photo acústico infravermelho de gás. Associado os outros sensores atmosféricos e de qualidade da água, foi possível identificar os fatores atmosféricos, hidrológico e biológico que afetam emissões de CH4 e de CO2 no reservatório de Corumbá (estado de Goiás), uma terra inundada antropogenica de savana. O estudo realizado em novembro 2004 e em março/agosto 2005 permitiu uma inter-correlação desobstruídos de estabelecimento da câmara, embora relações ligadas da profundidade-fluxo. Os fluxos de CH4 borbulhando médios em novembro 2004, em março e em agosto 2005 eram respectivamente 0.05 ± 2.19, 4 ± 45 e 505 o ± 1192 mg/m2/d. Para os mesmos meses, as emissões de CH4 difusivo médias foram 17 o ± 6, 37 ± 9 e 69 o ± 28 mg/m2/d, visto que os fluxos difusivo do CO2 foram respectivamente 59 o ± 398, 385 ± 629 e o ± 1466 1223 mg/m2/d. Um aspecto interessante de bolhas de CH4 é a liberação repentina e grande em locais rasos e liberação do escoamento em locais profundos. Em uma base diária, a freqüência e o valor de bolhas de CH4 são condicionados à oxidação durante períodos da flutuação do lago, e às mudanças totais da pressão exercidas no sedimento. Em escalas de tempo sazonal, a intensidade de bolhas de CH4 é condicionada principalmente pela disponibilidade da carcaça ao metanogeneses. As frentes frias são responsáveis pela a ruptura da estratificação (misturar), favorecendo emissões do CO2 depois da oxidação CH4. As emissões do CO2 puderam também ser acopladas ao diel metanotrófico. Nossos resultados sugerem que as emissões de gás do efeito estufa de Corumbá estão controladas pela maior parte pelo nível de água e pela luz solar. / It was present an automated system for monitoring methane (CH4) and carbon dioxide (CO2) fluxes at the water/air interface of aquatic ecosystems. It consists of a series of floating dynamic chambers coupled to an infrared photo acoustic gas analyzer. Associated to other atmospheric and water quality sensors, it was possible to identify atmospheric, hydrologic and biological factors affecting CH4 and CO2 emissions at Corumbá reservoir (State of Goiás), a savanna anthropogenic flooded land. The study carried out in November 2004 and March/August 2005 allowed establishing clear chamber inter-correlations, although intricate depth-flux relations. Mean CH4 bubbling fluxes in November 2004, March and August 2005 were respectively 0.05 ± 2.19, 4 ± 45 and 505 ± 1192 mg/m2/d. For the same months, mean CH4 diffusive emissions were 17 ± 6, 37 ± 9 and 69 ± 28 mg/m2/d, whereas CO2 diffusive fluxes were respectively 59 ± 398, 385 ± 629 and 1466 ± 1223 mg/m2/d. An interesting aspect of CH4 bubbling is the sudden and large release at shallow sites and seepage release at deep sites. On a daily basis, the frequency and magnitude of CH4 bubbling is conditioned to oxidation during overturn periods, and to the total pressure changes exerted on the sediment. At seasonal time scales, CH4 bubbling intensity is mainly conditioned by substrate availability to methanogenesis. Cold fronts are responsible for stratification rupture (mixing), favoring CO2 emissions following CH4 oxidation. CO2 emissions might also be coupled to diel methanotrophy. Our results suggest that greenhouse gas emissions from Corumbá are largely controlled by water level and sunlight.

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Orientador: Hélio Aparecido Navarro / Banca: Vicente Luiz Scalon / Banca: Luben Cabezas Gomez / Resumo: No presente trabalho desenvolve-se um estudo de modelagem matemática e simulação numérica do escoamento bifásico gás-sólido em leito fluidizado borbulhante. Utiliza-se o modelo Euleriano de duas fases separadas formulando o tensor das tensões da fase sólida através da teoria cinética dos escoamentos granulares. As simulações numéricas são realizadas através do código fonte MFIX (Multiphase Flow with Interphase eXchanges) desenvolvido no NETL (National Energy Technology Laboratory). Os resultados de simulação numérica são avaliados por meio da análise da influência dos seguintes parâmetros: malha computacional e esquemas de discretização dos termos convectivos das equações de conservação. Com base nos estudos teóricos e resultados obtidos durante o trabalho conclui-se que esquemas de primeira, tais como FOUP são altamente difusivos, já os resultados obtidos utilizando o esquema de alta ordem, Superbee, produziu resultados de melhor qualidade para as malhas testadas neste trabalho. Além disso, os resultados mostraram-se bastante dependentes do tamanho da malha computacional. / Abstract: In the present work is described a mathematical model and numerical simulation of gas-solid two-phase flow in a bubbling fluidized bed. It is used the Eulerian gas-solid two-fluid model and the solid phase stress tensor is modeled considering the kinetic theory of granular flows. The numerical simulations were developed using the MFIX (Multiphase Flow with Interphase eXchanges) code developed in NETL (National Energy Technology Laboratory). The numerical diffusion is analyzed considering a single bubbling detachment and its movement process in a two-dimensional bubbling fluidized bed using the bubble shape as a metric for results description. The influence of computacional grid it is also analyzed. It is concluded that SuperBee scheme produces the better results and analysis about estimating uncertainty in grid refinement should be studied. / Mestre

Submitted by Mariana Dornelles Vargas (marianadv) on 2015-03-18T17:25:29Z No. of bitstreams: 1 estudo_desempenho.pdf: 1623749 bytes, checksum: c6a573b2417303fb9a9df23a0c7e03a2 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-18T17:25:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 estudo_desempenho.pdf: 1623749 bytes, checksum: c6a573b2417303fb9a9df23a0c7e03a2 (MD5) Previous issue date: 2012 / CNPQ – Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A queima de combustíveis sólidos em leito fluidizado é uma das tecnologias mais avançadas utilizadas em usinas de conversão de energia térmica. Atualmente, há uma crescente busca por um melhor entendimento dos processos hidrodinâmicos de fluidização e por modelos matemáticos capazes de prever com eficácia tais fenômenos. Neste trabalho, uma ferramenta de Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD), o código aberto MFIX (Multiphase Flow with Interphase Exchanges) é empregado na simulação numérica de escoamentos multifásicos em um leito fluidizado borbulhante (LFB). Na modelagem matemática do problema, emprega-se a abordagem Euleriana, ou seja, as fases gás e sólido particulado são consideradas como meios contínuos interpenetrantes. As equações de conservação de massa e quantidade de movimento são resolvidas para cada fase, e o acoplamento entre as fases é feito pelo termo de transferência de quantidade de movimento entre as fases, a qual se dá pelo arrasto sólido-gás. Este último pode ser modelado por correlações teóricas ou empíricas, dentre as quais se destacam as correlações de Gidaspow, Hill-Koch-Ladd (HKL), Syamlal e O'Brien e Arastoopour. No presente trabalho é avaliado o desempenho dessas correlações na simulação numérica de um leito fluidizado borbulhante com jato central de gás. Os resultados gerados utilizando os diferentes modelos são comparados com resultados experimentais disponíveis na literatura. O modelo de Syamlal e O'Brien requer menor tempo de processamento e apresenta independência de malha mesmo para malhas pouco refinadas, porém prevê bolhas muito menores do que as observadas experimentalmente. Os modelos de Gidaspow e HKL apresentam resultados com boa concordância com resultados experimentais, principalmente no que diz respeito ao formato das bolhas. Estes modelos requerem alto tempo de processamento e malhas bastante refinadas para apresentarem resultados independentes da discretização. Para o modelo de Arastoopour são apresentados resultados preliminares, os quais diferem bastante dos demais modelos e necessitam um estudo mais aprofundado. / The burning of solids fuels in fluidized bed is one of the most advanced technologies used thermal energy power plants. Currently, there is a growing interest for a better understanding of the hydrodynamic processes of fluidization and mathematical models able to predict such phenomena effectively. In this work, Computational Fluid Dynamics (CFD) tool, the open source code MFIX (Multiphase Flow With Interphase Exchanges) is used in the numerical simulation of multiphase flows in a bubbling fluidized bed. In the mathematical modeling of the problem, the Eulerian approach is employed, i.e. the particulate solid and gas phases are considered to be interpenetrating continua. The equations of mass and momentum are solved for each phase, and the coupling between phases is achieved via a momentum transfer term, which is caused by gas-solid drag. The latter can be modeled by theoretical or empirical correlations, among which stand out the correlations of Gidaspow, Hill-Koch-Ladd (HKL), Syamlal and O’Brien and Arastoopour. In the present work the performance of these correlations in the numerical simulation of a bubbling fluidized bed with a central jet of gas is studied. The results produced using different correlations are compared to experimental results available in the literature. The model of Syamlal and O’Brien requires less processing time and presents mesh independent results even for coarse meshes, but predicts much smaller bubbles than those observed experimentally. The models of HKL and of Gidaspow give results which show good agreement with experimental results, especially with regard to the shape of bubbles. These models require high processing time and very refined meshes to produce results independent of the discretization. For the Arastoopour model, preliminary results are presented, which differ greatly from other models and require further study

Submitted by Silvana Teresinha Dornelles Studzinski (sstudzinski) on 2017-03-16T12:44:59Z No. of bitstreams: 1 Daniel Augusto Kestering_.pdf: 4709572 bytes, checksum: bd1166e3946f589fd86f700a714928c2 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-16T12:44:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Daniel Augusto Kestering_.pdf: 4709572 bytes, checksum: bd1166e3946f589fd86f700a714928c2 (MD5) Previous issue date: 2016-10-31 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / PROSUP - Programa de Suporte à Pós-Gradução de Instituições de Ensino Particulares / A investigação dos modelos de arrasto gás-sólido é fundamental para se obter bons resultados de fluidização utilizando dinâmica dos fluidos computacional. A tecnologia de fluidização é muito utilizada para conversão térmica de combustíveis sólidos e tem como principal vantagem a boa mistura entre gás e sólido. O presente trabalho utiliza dois softwares para simulação de leitos fluidizados, MFIX e Ansys Fluent, para comparar os modelos de arrasto de Syamlal e O`Brien (1987) e Di Felice (1994). A abordagem utilizada para modelagem do problema é o modelo de dois fluidos (Two Fluid Model, TFM), juntamente com a teoria cinética para escoamento laminar (Kinetic Theory for Granular Flow, KTGF). Um método para ajuste do modelo de DF (DI FELICE, 1994), baseado no trabalho de Esmaili e Mahinpey (2011), é sugerido, assim como o modelo de SO (SYAMLAL; O`BRIEN,1987) é ajustado utilizando dados em condição de mínima fluidização. Foram conduzidos experimentos para obtenção de velocidade e fração de vazios em condição de mínima fluidização a fim de ajustar ambos os modelos. As partículas utilizadas nos experimentos foram esferas de vidro de 1,21 mm, 0,8 mm e areia de fundição de 0,29 mm. O método proposto representa de forma adequada os dados obtidos em mínima fluidização das três partículas. Com os modelos de arrasto ajustados, simulações numéricas em regime de fluidização foram conduzidas em domínio bidimensional e tridimensional. Os resultados obtidos nestas simulações apresentam boa concordância com resultados experimentais em queda de pressão do leito e borbulhamento. Concomitantemente, um código para obtenção de modelo de arrasto utilizando o algoritmo EMMS/Bubbling foi desenvolvido e simulações numéricas bidimensionais foram conduzidas, para teste e validação. Os resultados do código mostram que o modelo segue a mesma tendência de Shi, Wang e Li (2011), que desenvolveram o modelo EMMS/Bubbling. / The investigation of gas-solid drag models is a key to obtain good results of fluidization by using computational fluid dynamic tools. The fluidization technology is used for solid fuel thermal conversion and its main advantage is the high gas-solid mixture. The present effort uses two software for fluidized beds simulation, MFIX and Ansys Fluent, in order to compare the drag models of Syamlal and O`Brien (1987) and Di Felice (1994). Two Fluid Model is the approach used to model together with Kinetic Theory for Granular flow. A method to adjust DF drag model (DI FELICE, 1994), based on Esmaili and Mahinpey (2011), is suggested, as well as SO drag model (SYAMLAL; O’BRIEN, 1987) is adjusted using data obtained from minimum fluidization condition. Experiments were realized to obtain velocity and void fraction at minimum fluidization condition in order to adjust both models. Glass beads with diameter of 1,21 mm and 0,8 mm and sand with diameter of 0,29 mm were used on experiments. The purposed method fits the data obtained on minimum fluidization condition of the three particles, in accordance with experimental data. With the models adjusted, numerical simulation were conducted using drag models for two- and three-dimensional domain. The results of this simulations agrees with experimental data of pressure drop and bubble formation. Simultaneously, a code to obtain a drag model using EMM/Bubbling algorithm was developed and numerical simulation were conducted. Results of EMMS show that the model have the same tendency of results of Shi, Wand and Li (2011), who developed EMMS/Bubbling model.

Orientador: Ivonete Ávila / Resumo: O leito fluidizado é um sistema que é utilizado na indústria para diversos tipos de aplicações, variando desde craqueamento de petróleo e processamento de materiais como silício e urânio até secagem de grãos. Dentre esses diversos processos, o leito fluidizado também pode ser aplicado em processos termoquímicos como combustão e gaseificação de biomassa, apresentando vantagens como alta eficiência, perfil térmico homogêneo, além de flexibilidade de combustível. No entanto, o uso da biomassa no leito ainda gera algumas dificuldades, principalmente para partículas como a casca de arroz, que não fluidizam tão facilmente. Para contornar esse problema, normalmente é acrescentado um material inerte e barato como a areia. Essa mistura binária de biomassa e inerte pode gerar outros problemas, como segregação do material particulado, caminhos preferenciais do gás e pontos de estagnação, o que reduz consideravelmente a eficiência do sistema. Portanto, passa a ser importante entender como os diferentes parâmetros existentes no leito influenciam no comportamento dessa mistura para conseguir evitar esses problemas. Nesse trabalho foi feito uma análise comparativa avaliando 3 fatores: tipo de placa distribuidora (perfurada e com injetores tuyere), responsável por injetar o gás de fluidização no leito, a granulometria do material inerte (675 e 325 μm) e porcentagem de casca de arroz (1% até 10% da massa total). Esses fatores foram alterados separadamente para explorar a influência que eles c... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The fluidized bed is a system used in the industry for a variety of applications, ranging from oil cracking and processing of materials such as silicon and uranium to grain drying. Among these several processes, the fluidized bed can also be applied in thermochemical processes such as biomass combustion and gasification, presenting advantages such as high efficiency, homogeneous thermal profile, and fuel flexibility. However, the use of the biomass in the bed still generates some difficulties, especially for particles like the rice husk, that do not fluidize so easily. To work around this problem, an inert, inexpensive material such as sand is usually added to the bed. This binary mixture of biomass and inert can create other problems, such as segregation of the particulate solids, gas preference paths and stagnation points, which considerably reduces the efficiency of the system. Thus, it becomes important to understand how these different parameters in the bed influence the behavior of the mixture to avoid these problems. In this work a comparative analysis was carried out evaluating 3 factors: type of distribution plate (perforated and with tuyere injectors), responsible for injecting the fluidization gas in the bed, the inert granulometry (675 and 325 μm) and percentage of rice husk (1% to 10% of the total mass). These factors were altered separately to explore the influence they cause on the level of bed mixing between the two particulates (mixing index) as well as the v... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

DE LA TESISEs una contribución al desarrollo de un nuevo método de purificación de gas de síntesis en plantas IGCC, que posibilita un incremento de la eficiencia energética de las plantas de obtención de energía, a partir de combustible fósil, y con ello reducir la emisión de gas de efecto invernadero a la atmósfera. Se estudia un proceso nuevo por absorción regenerativa en óxidos metálicos, capaz de eliminar los contaminantes del gas a alta temperatura, aprovechando con ello el contenido energético asociado al intervalo térmico, que los procesos actuales pierden en la purificación por vía húmeda. Se enumeran a continuación los objetivos concretos alcanzados, con las fases del trabajo desarrollado:1- Estudio de la cinética de la reacción de purificación del gas de síntesis, siguiendo las reacciones de absorción no catalíticas, con deposición de sólido, realizando un estudio exhaustivo, para conseguir unos modelos de reacción gas-sólido que contemplen el mayor número de posibilidades. Se ha pretendido crear una herramienta de simulación con el menor número de restricciones a la hora de aplicarlo a cualquier reacción que involucre cambio en la estructura del sólido con la conversión del mismo, para de este modo no tener un modelo cautivo de un determinado tipo de sorbente.2- Se han obtenido los parámetros cinéticos experimentalmente, mediante análisis termogravimétrico, aplicables a los modelos desarrollados, para el caso concreto del sorbente disponible.3- Se han modelizado matemáticamente los posibles reactores que pueden emplearse en la eliminación del compuesto H2S de este gas de gasificación, especialmente los reactores de lecho fluidizado de burbujeo, ya que poseen muy buenas cualidades de homogeneidad de temperatura y concentraciones. Se ha realizado el estudio de sensibilidad a las variaciones de los parámetros de funcionamiento. 4- Se ha construido una planta experimental a pequeña escala que ha permitido probar el sorbente con garantías en los resultados, para lo que se la ha dotado de los elementos de control y análisis de gas necesarios. 5- Se han realizado un número de experimentos suficiente para estudiar el comportamiento del sorbente en estudio, y para la obtención de datos experimentales que han permitido la validación de los diferentes modelos desarrollados.6- Se han obtenido las siguientes conclusiones resumidas:6.1 Se ha obtenido la cinética propia de la reacción gas-sólido no catalítica del sistema estudiado, viendo la influencia de la composición del gas en la velocidad de reacción. La cinética de primer orden describe adecuadamente los procesos de absorción y regeneración, habiéndose obtenido los parámetros cinéticos correspondientes. 6.2 Utilizando los modelos cinéticos desarrollados se proponen los valores de las características estructurales que optimizarían el comportamiento del sólido, en cuanto a su capacidad de retención de contaminante sulfurado: Porosidad no superior al 30% y área superficial de alrededor de 25 m2/g (frente a los valores actuales del 50%y 8,93 m2/g).6.3 El análisis termogravimétrico ha permitido identificar y cuantificar los valores de los diferentes parámetros que intervienen en la reacción gas-sólido: el coeficiente de reacción intrínseca superficial, la difusividad del gas en la capa de sólido formado, y el coeficiente de transferencia de masa gas-sólido. Asimismo las pruebas experimentales realizadas han puesto de manifiesto la influencia de la composición del gas en la cinética de reacción. 6.4 El equipo piloto de reacción experimental a pequeña escala, capaz de operar a alta temperatura y presión, ha permitido la validación de los modelos desarrollados del sistema de desulfurización, demostrándose que son una herramienta adecuada para su estudio, tanto para diseño, como en operación y control avanzado. Como posible continuación se presentan las siguientes posibilidades en la tarea de modelización: Estudiar modelos más precisos basados en ecuaciones de continuidad multifásicas, para su aplicación en sistemas de computación de alto rendimiento, o bien desarrollar modelos basados en reglas lógicas. En cuanto al desarrollo del sorbente, se pone de manifiesto la necesidad de continuar en su desarrollo para alcanzar los valores de las características señaladas. / OF THE THESISThis thesis is a contribution to the development of a new method of synthesis gas purification in IGCC plants, that make possible a further increase of the energy efficiency, and with this to reduce the emission of greenhouse gas to the atmosphere. It is studied a regenerative absorption in metallic oxides, capable of the elimination of the pollutants from the high-temperature gas, but taking advantage of the energy contents associated with the high temperature process streams, which is lost in the purification by wet route. The objectives and conclusions reached in the development of the thesis work are summarized below:1- The study of the kinetics of the purification reactions of the synthesis gas, non catalytic absorption reactions, with solid deposition. An exhaustive study has been carried out, to obtain some gas-solid reaction models that envisage a great number of possibilities. It has been created a simulation tool with a reduced number of restrictions that makes possible its use with any reaction that involves changes in the structure of the solid thus ensuring generality and independence of a given type of sorbent.2- The kinetic parameters have been obtained by thermogravimetric analysis for the concrete case of the available sorbent to be used in the testing of the developed models. 3- Appropriated type of reactors that can be employed in the elimination of the H2S compound of the gas contemplated have been identified and modeled. Special attention has been given to the bubbling fluidized bed reactors, since they possess very good properties of temperature and concentrations homogeneity. It has been accomplished the sensibility study to the variations of the operation parameters.4- An experimental bubbling fluidized bed reactor plant at bench-scale has been built that has permitted to extract the data from the selected sorbent with guarantees in the results.5- A sufficient number of experiments to study the behaviour of the selected sorbent under study have been accomplished successfully, and the experimental data obtained have permitted the validation of the different developed models.6- The specific conclusions reached are: 6.1. The study of the no-catalytic gas-solid reaction of the system studied shows that kinetics of first order describe adequately the absorption and regeneration processes.6.2. The accomplished experimental tests have shown the influence of the composition of the gas in the kinetics mechanism. The kinetic parameters are very dependent of the composition of the gas, not only of the reactive species, specially of the components that determine the reducing power.6.3. The thermogravimetric analysis has permitted to identify the values of the different parameters that appear in the gas reaction-solid: the coefficient of superficial intrinsic reaction, the diffusivity of the gas in the formed solid layer, and the gas-solid mass transfer coefficient.6.4. Using the developed kinetic models, the values of the structural characteristics that would optimise the behaviour of the solid are proposed, concerning its capacity of retention of sulfured pollutant: Porosity not superior to 30% and superficial area of about 25 m2 / g (as compared to the current values of the 50% and 8,93 m2 / g).6.5. The experimental small scale BFB pilot plant, capable of operating at high-temperature and pressure, has permitted the validation of the developed models for the desulphurisation system. The models developed have demonstrated that they are an adequate tool for the study, design, as well as the operation and advanced control of the system under study. As possible continuation of this thesis work in the modelization task the following is indicated: To study more accurate models based on fundamental multiphasic continuity equations, or else to develop models based on logic rules. With respect to development of the sorbent, the need of continuing in its development to reach the values of the indicated characteristics is shown.

In this study, flue gas emissions and combustion efficiencies during combustion and co-combustion of olive cake and coal are investigated in a bubbling fluidized bed with an inside diameter of 102 mm and a height of 900 mm and 1900 mm. Tun&ccedil / bilek lignite coal and Edremit olive cake were used in the experiments as fuels. Temperature distributions along the combustion column were continuously measured. Flue gas concentrations of O2, CO, SO2 and NOx were measured during combustion experiments. Four sets of experiments were performed in order to examine the effect of fuel composition, excess air ratio, freeboard extension and limestone addition on flue gas emissions and combustion efficiency. The olive cake addition to coal were 25, 50, 75 % by wt. The bed temperature on the average was 850 oC. The results of the experiments showed that coal combustion occurs at lower parts of the combustion column whereas olive cake combustion takes place more in the freeboard region. As olive cake percentage in the fuel mixture increased, CO emissions increased, SO2 and NOx emissions decreased. The reason for the decrease of NOx emissions with increasing percentage of olive cake in the fuel mixture was due to a reducing atmosphere created in the combustion column. Mostly combustion losses resulted mainly from the unburnt carbon in the fly ash. With the freeboard extension, noticeable decrease in CO emissions and slight increase in combustion efficiencies were observed. Among the limestones tested, &Ccedil / an limestone gave the best result with Ca/S = 3 at an optimum bed temperature of 850 oC. The SO2 reduction was 87% at this Ca/S ratio. For co-combustion experiments, it was observed that SO2 adsorption efficiency of limestone increased with the addition of olive cake to the fuel mixture.